钒原子掺杂二硫化钨二维原子晶体的化学气相沉积法制备及性能研究

发布时间：2023-03-19 03:54

　　近年来,随着石墨烯的发现,二维材料进入了人们的视野,其中二维层状过渡金属硫属化合物(TMDCs)作为二维材料中重要的一部分,有着最轻、最薄、极佳的导热导电性等优秀的物理性能,以WS₂、MoS₂为代表,在晶体管、光电探测器,柔性器件等领域有广阔的应用前景,是构建下一代光电子器件的候选材料。虽然其性能独特,但是单一的TMDCs无法同时应用在多个领域,所以需要对TMDCs进行异质结的构建或者掺杂,将原有性能进行改善,赋予其更多的物理特性。同时不同领域对二维材料的质量与尺寸有着不同的要求,所以对生长条件进行探索总结,满足不同应用领域的需求,实现掺杂样品的可控制备也是今后需要重点解决的问题之一。本论文主要围绕低压化学气相沉积法(CVD),对V掺杂的WS₂二维晶体进行了生长,并系统研究了生长过程中不同因素对V掺杂WS₂二维晶体的形貌及掺杂浓度的影响,达到了可控生长的目的,并进行了电输运性能的测试,主要研究内容如下:(1)通过化学气相沉积法,以S粉为硫源,WO₃为钨源,V₂

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 二维过渡金属硫属化合物
        1.2.1 二维过渡金属硫属化合物的基本物理性质
        1.2.2 二维层状过渡金属硫属物的制备方法
    1.3 CVD法制备WS₂薄膜的研究现状
    1.4 CVD法制备二维层状过渡金属硫属物异质结及掺杂的研究现状
    1.5 课题选取意义和研究内容
第2章 实验方法
    2.1 实验材料
    2.2 实验仪器与介绍
        2.2.1 光学显微镜(Optical microscope)
        2.2.2 拉曼光谱仪(Raman)
        2.2.3 原子力显微镜(AFM)
        2.2.4 透射电子显微镜(TEM)
        2.2.5 器件加工设备
第3章 CVD法制备V原子掺杂的WS₂ 二维晶体
    3.1 前言
    3.2 单层WS₂样品的CVD制备
        3.2.1 单层WS₂样品的制备流程
        3.2.2 单层WS₂的光学表征
    3.3 V原子掺杂WS₂二维晶体的制备
        3.3.1 V原子掺杂WS₂二维晶体的制备流程
        3.3.2 V掺杂的WS₂二维晶体的初步结果与表征
        3.3.3 基片位置对V原子掺杂WS₂二维晶体形貌的影响
        3.3.4 基片摆放方式对V原子掺杂WS₂二维晶体形貌的影响
        3.3.5 金属源与沉积温度对V原子掺杂WS₂二维晶体形貌的影响
        3.3.6 保温时间对V原子掺杂WS₂二维晶体形貌的影响
        3.3.7 V₂O₅的量对V原子掺杂WS₂二维晶体形貌的影响
        3.3.8 氩气流量对V原子掺杂WS₂二维晶体形貌的影响
        3.3.9 氢气通入时间对V原子掺杂WS₂二维晶体形貌的影响
        3.3.10 V掺杂浓度过高时单层掺杂样品的形貌及Raman表征
    3.4 两步法生长V掺杂WS₂二维晶体
        3.4.1 两步法生长V掺杂WS₂二维晶体的流程
        3.4.2 两步法生长V掺杂WS₂ 二维晶体的形貌及Raman表征
    3.5 本章小结
第4章 V掺杂WS₂二维晶体的结构表征及其电学性能
    4.1 V原子掺杂WS₂ 二维晶体的Raman和 PL表征
        4.1.1 V掺杂WS₂ 二维晶体的常温Raman、PL表征分析
        4.1.2 V掺杂WS₂ 二维晶体的变温Raman分析
    4.2 V掺杂WS₂ 二维晶体的X射线光电子谱(XPS)分析
    4.3 V掺杂WS₂ 二维晶体的原子力(AFM)分析
    4.4 V掺杂WS₂ 二维晶体的透射(TEM)分析
    4.5 V掺杂WS₂二维晶体的电输运性能测试
    4.6 本章小结
第五章 结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要研究成果
致谢



本文编号：3764501